最近の研究では、グルコース（血糖）が組織分化（幹細胞が体のさまざまな組織を構成する特殊細胞に変化するプロセス）のマスター調節因子として重要な役割を果たしていることが明らかになりました。
この研究はスタンフォード大学医学部（米国）の研究者らによって実施され、その結果は21月XNUMX日にCell Stem Cell誌に掲載された。EurekAlertのウェブサイトでも報じられている。
偶然の発見
細胞分化を刺激する分子の探索が始まったとき、研究者の主なターゲットはグルコースではありませんでした。彼らは、成熟したケラチノサイト（皮膚の外層の主な細胞）になる途中にある人間の皮膚から採取した幹細胞に対して、広範囲にわたる実験を行った。彼らは高度な技術を駆使して、分化過程における生体分子濃度の変動を測定した。
彼らは、分化の過程で存在量が大幅に増加した分子がこのプロセスで重要な役割を果たす可能性があると結論付けました。
研究者らは193個の疑わしい分子を特定した。驚いたことに、分化が進むにつれて、グルコース濃度の減少ではなく、むしろ顕著な増加が観察されました。
この増加により、研究チームはブドウ糖の重要性を再評価することになった。研究者たちは、グルコースの蛍光類似体や放射性類似体を使用して、分化中の細胞内のグルコースの動態を視覚化することができました。
細胞が特殊化の経路を進むにつれて、細胞内で観察される光強度の増加はグルコース活性の増加を示しており、グルコースが分化を促進する重要なシグナルとして作用することを示唆しています。
脂肪、骨、一部の発達中の白血球など、他のヒト細胞タイプの研究でも同様のパターンが示されており、組織分化におけるグルコースの役割は広範囲に及んでいるようだ。
単なるエネルギー源以上のもの
これらの結果は大きな関心を集めました。そこで研究者らは、さまざまな実験条件下で、さまざまなグルコースレベルがケラチノサイトの分化に及ぼす影響をさらに調査しました。彼らは、人間の皮膚オルガノイド（研究室で再構築され、実際の皮膚を模倣した培地で培養された皮膚組織）は、血糖値が正常値よりも低いと適切に分化できないことを発見した。
解決策は予想外であると同時に単純なものでした。代謝されないブドウ糖類似体を導入するというものでした。この介入は分化を回復するのに十分であり、グルコースがエネルギー機能を超えた役割を果たしているという考えを強化しました。
スタンフォード大学皮膚科主任のポール・カヴァリ医学博士は次のように述べています。
« それはショックでした。私たちはブドウ糖は単なるエネルギー源だと確信していました。 「しかし、これらの代謝不可能な類似体は、古典的なグルコースと同様に分化をサポートします"
研究者たちは現在、健康な細胞と病気の細胞におけるグルコースの役割をより深く理解したいと考えている。この新たな知見は、糖尿病などの疾患における異常なグルコース調節に関連する合併症、さらには未分化細胞や制御不能な細胞増殖に関連することが多い癌の発症にも役立つ可能性がある。
この研究は、グルコースのような単純な分子が細胞プロセスにおいてどのような多様な側面を発揮できるかを明らかにし、将来の研究への道を開くものである。科学界が細胞生物学におけるグルコースの位置づけを再考するにつれ、他の小分子にも予想外の機能が発見される可能性があることがますます明らかになりつつあります。
